Strona główna Technologia LED
O LED

O lampach LED

Choć często nie zdajemy sobie z tego sprawy lampy LED towarzyszą nam od wielu lat, a już wkrótce trudno będzie nam wyobrazić sobie bez nich życie. Dlaczego? Ponieważ już wkrótce zastąpią żarówki, świetlówki i wszystkie dotychczas znane nam systemy oświetleniowe.

Diody LED czyli diody elektroluminescencyjne (Light Emitting Diode) są źródłem światła czwartej generacji. Nazwa wynika z mechanizmu powstawania światła. Tradycyjne źródła światłą wykorzystują zjawiska spalania, żarzenia lub wyładowań elektrycznych w parach gazów lub metali. Diody LED emitują fale elektromagnetyczne w zakresie widzialnym dla ludzkiego oka (światło), dzięki zjawisku elektroluminescencji w krysztale półprzewodnikowym pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego.

Wymieniając zalety lamp LED należy zacząć przede wszystkim od ich energooszczędności, albo inaczej rzecz ujmując skuteczności (wydajności) świetlnej, czyli mocy emitowanego światła do pobieranej mocy elektrycznej. W tej chwili białe diody LED osiągają już wydajność ponad 130lm/W, jednak wkrótce na rynek wejdzie dioda XLamp XM firmy CREE o wydajności powyżej 160lm/W (obecnie stosowane oprawy LED osiągają wydajność do około 80lm/W – straty na układzie zasilającym, sterowaniu, termice, optyce, itp.). Na dzień dzisiejszy jedynymi znanymi źródłami światła mogącymi się pochwalić lepszą skutecznością są nisko i wysokoprężne lampy sodowe. Jednak wytwarzane przez nie żółto-pomarańczowe światło o bardzo złych właściwościach oddawania barw (wierności postrzegania barw oświetlanych przedmiotów) powoduje, iż ich zastosowanie zostało ograniczone praktycznie do oświetlania autostrad, dróg szybkiego ruchu i tuneli, przy których nie odbywa się ruch pieszy. Poza tym według raportu OIDA (Optoelectronics Industry Development Association) z 2002r. diody elektroluminescencyjne osiągną już za kila lat najwyższą sprawność ze wszystkich znanych nam sztucznych źródeł światła, ale w przeciwieństwie do sodówek, będziemy mogli z nich uzyskać białe światło o dowolnej barwie (chłodnej, naturalnej, ciepłej) i bardzo wysokim współczynniku oddawania barw. Zatem już niedługo wymienimy 100W zwykłą żarówkę lub 22W świetlówkę kompaktową na zaledwie 8W żarówkę LED. Jak wielkie ma to znaczenie dla światowej gospodarki świadczy fakt, iż 20% całej wytwarzanej na ziemi energii elektrycznej wykorzystywane jest na oświetlenie.

Drugą ważną cechą źródeł światła lamp LED jest ich żywotność. Inaczej niż pozostałe źródła, przestające świecić w sposób nagły, diody LED „wypalają się” stopniowo w niezauważalnych dla ludzkiego oka krokach. Czas życia po którym moc światła spadnie o 30%, czyli do 70% procent swojej początkowej wartości określa parametr L70, umownie nazywany po prostu użytecznym czasem życia diod LED. Czas ten w zależności od wielu czynników (m.in. jakości materiałów z których wykonany jest chip LED, konstrukcji obudowy diody i temperatury pracy) waha się od 30 000 do 100 000h, co jest czasem kilku, kilkunasto, a nawet kilkudziesięciokrotnie dłuższym od czasu życia tradycyjnego oświetlenia. Należy przy tym zauważyć, iż spadek świecenia o 30% będzie ledwie zauważalny dla ludzkiego oka, zatem można powiedzieć, iż żywotność diod w wielu aplikacjach jest jeszcze dłuższa i to my sami zdecydujemy kiedy wymienimy oświetlenie na nowe.

Kolejną zaletą lamp LED jest wspomniana wcześniej możliwość produkcji diod emitujących białe światło o dowolnej barwie (temperaturze barwowej) i wysokim współczynniku oddawania barw (Ra>95%). Parametry te są szczególnie ważne w wielu dziedzinach, w których barwa oświetlanych przedmiotów ma kluczowe znaczenie dla podejmowanych decyzji np. w medycynie (lampy chirurgiczne – rozpoznanie stanu tkanek), w motoryzacji (oświetlenie uliczne, światła mijania – lepsza widoczność otoczenia w nocy), w handlu (podświetlanie produktów – niektóre produkty lepiej prezentują się w barwie ciepłej inne w chłodnej). Temperatura barwowa ma również ogromne znaczenie dla naszego samopoczucia, a więc w oświetleniu ogólnym. Przy świetle chłodnym człowiek wykazuje zdolność do lepszej koncentracji, światło o ciepłej barwie jest jednak odbierane jako przyjemniejsze dlatego lepiej się przy nim czujemy i relaksujemy.

Lampy LED to także jedyne źródło światła mogące emitować bezpośrednio światło kolorowe (czerwone, zielone, niebieskie, żółte, bursztynowe). Dzięki temu w wielu aplikacjach, w których chcemy uzyskać barwne efekty (np. w podświetlaniu reklam, iluminacjach budynków, oświetleniu motoryzacyjnym czy sygnalizacyjnym) nie potrzebujemy używać kolorowych filtrów znacznie obniżających wydajność świetlną. Dzięki lampom LED RGB możemy uzyskiwać nieograniczone efekty świetlne, dzięki łączeniu barw w odpowiednich proporcjach. Oświetlenie LED RGB daje możliwość uzyskania niemal każdego koloru np. fioletowego czy różowego poprzez odpowiednie wymieszanie trzech podstawowych kolorów czerwonego, zielonego i niebieskiego.

W dzisiejszych czasach niebagatelne znaczenie ma ekologia i tu również, lampy LED wyprzedzają konkurencje pod każdym względem. Diody elektroluminescencyjne nie zawierają substancji szkodliwych (np. rtęci), nie wymagają utylizacji i nie emitują niepożądanego promieniowania UV i IR. Ostatnia właściwość powoduje, iż diody mogą być używane do podświetlania eksponatów muzealnych, pożywienia, kosmetyków czy leków, ponieważ nie ogrzewają przedmiotów, które oświetlają i nie niszczą ich struktury szkodliwym promieniowaniem UV.

LEDy jak popularnie nazywa się diody elektroluminescencyjne są również całkowicie odporne na częste załączanie i niską temperaturę. Te dwa parametry mają szczególne znaczenie dla obecnie najczęściej stosowanych świetlówek, ponieważ w ogromnym stopniu wpływają na wydajność lampy (już w temperaturze 0°C strumień świetlny świetlówki spada o 30%) oraz żywotność (przy 10 załączeniach w ciągu doby żywotność świetlówek spada o 25%).

W przeciwieństwie do większości źródeł światła lampy LED zasilane są stałym, niskim, bezpiecznym napięciem zasilania (dla przykładu lampy żarowe czyli żarówki zasila się bezpośrednio sieciowym napięciem 230V, lampy neonowe zasila się napięciem rzędu nawet kilku tysięcy woltów). Ze względu na sposób powstawania w nich światła nie ma tutaj również mowy o iskrzeniu, dzięki czemu mogą być stosowane wszędzie tam gdzie istnieje ryzyko pożaru bądź wybuchu. Niebagatelne znaczenie mają również małe rozmiary diod oraz duża wytrzymałość LED na uszkodzenia mechaniczne oraz wstrząsy (nie ma łatwo tłukących się elementów szklanych, nie zachodzi zjawisko rozszczelniania się lampy.

Bez wątpienia lampy LED to najdoskonalsze źródło światła jakie dotąd odkrył człowiek i nawet najwięksi potentaci rynku oświetleniowego przyznają po cichu, że już za kilka może kilkanaście lat z 5% obrotu w branży, diody LED będą stanowiły 95% wartości całego rynku oświetleniowego. W wielu branżach jak choćby reklamie nie da się już bez nich obejść, ponieważ są jedynym rozsądnym rozwiązaniem.

 
Copyright @ Magit.pl 2010